Circa un terzo dell'infrastruttura della rete elettrica in Europa ha più di 40 anni, e si prevede che questa quota superi il 50 per cento entro il 2030. Ciò significa che non è stata progettata per gestire l'aumento del consumo di elettricità nell'Europa moderna, dunque la ristrutturazione dell'infrastruttura è una priorità elevata. Qui Heini Kloster, Product Business Owner per la divisione elettrica ed esperto in compositi di Exel Composites, offre un'idea su come gli stessi possano sostenere il rinnovamento della rete elettrica in Europa.
L'infrastruttura della rete elettrica in tutta Europa sta infatti attraversando un periodo critico, con porzioni significative delle reti vecchie di diverse decadi e che faticano a far fronte alla crescente domanda. Questo problema continua a peggiorare a causa di tendenze globali come l'elettrificazione e la produzione decentralizzata di energia. Con decine di migliaia di chilometri di linee elettriche aeree in tutta Europa, l'entità del problema è enorme, e l'industria elettrica deve rivolgersi a nuove tecnologie per preparare le reti del futuro.
Per complicare ulteriormente la situazione, fattori ambientali come venti ad alta velocità e temperature estreme stanno diventando sempre più comuni a causa degli impatti del cambiamento climatico e l'infrastruttura della rete non ne è immune. Le nuove soluzioni consentono alla rete di aumentare la capacità, limitare il rischio di danni strutturali e facilitare la manutenzione e la ricostruzione.
I compositi in fibra di vetro hanno un notevole potenziale per molte applicazioni elettriche grazie all'alta resistenza elettrica del materiale. Ad esempio, le linee di trasmissione ad alta tensione, che trasportano fino a 400 kV, richiedono grandi quantità di isolamento per proteggere le persone e le apparecchiature elettriche sensibili intorno alle linee di trasmissione con tensioni variabili, compresi trasformatori e sottostazioni. Oltre alle strutture di supporto, i compositi in fibra di vetro possono essere utilizzati per isolatori, interruttori di sicurezza e strumenti elettrici come le aste isolate, nonché per le applicazioni dei trasformatori.
Tuttavia, per le applicazioni del nucleo del conduttore, la fibra di carbonio è più adatta a causa delle sue proprietà meccaniche superiori. La fibra di carbonio ha un elevato rapporto rigidità-peso e una bassa espansione termica, il che significa che può tollerare alte temperature, un vantaggio nei materiali del conduttore. L'uso della fibra di carbonio consente di aumentare l'area trasversale del conduttore, creando una maggiore capacità di distribuzione per far fronte alla crescente domanda di energia elettrica.
Diversi tipi di tubi, bracci trasversali, aste di isolamento e nuclei dei conduttori possono essere prodotti utilizzando la tecnologia di pultrusione, che, essendo un processo di produzione continuo, è adatto alla produzione consistente e ad alto volume di profili compositi. Nel processo di pultrusione, fili di fibre di vetro o di carbonio, tappeti o tessuti tecnici vengono tirati insieme, saturati con resina e quindi fatti passare attraverso guide che li alimentano in uno stampo riscaldato per indurire il composito, che viene quindi tagliato alla lunghezza desiderata.
Altri componenti, come gli interruttori di sicurezza o i pali utilizzati nelle reti elettriche, possono essere prodotti utilizzando il pull-winding, che è un processo continuo, simile alla pultrusione, e vanta una capacità produttiva almeno dieci volte superiore rispetto al tradizionale avvolgimento di filamenti. Il controllo trasversale delle proprietà meccaniche rende il pull-winding il processo di produzione ideale per i tubi in composito che richiedono un rinforzo murale. Il prodotto finale sarà leggero e comporterà meno spreco di risorse durante il processo di produzione rispetto all'avvolgimento tradizionale. La velocità di produzione è anche significativamente superiore, il che aiuta a mantenere i costi di produzione gestibili.
Per ulteriori informazioni sulle applicazioni elettriche dei compositi, è possibile visitare il sito di Exel Composites
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25 ottobre 2023
